[发明专利]一种氧化铜球形等级结构材料的制备方法

摘要

本发明属功能材料制备技术领域，涉及一种氧化铜球形等级结构材料的制备方法，向草酸水溶液中添加矿化剂，然后滴加可溶性铜盐水溶液，在恒温并且搅拌的条件下反应直到前驱物沉淀生成，过滤、洗涤、干燥和煅烧后即获得氧化铜等级结构材料。产品是由大量的氧化铜纳米粒子组装而成的球状等级结构材料。球的尺寸在1～2 mm之间，氧化铜纳米粒子的尺寸在40～60 nm之间，其孔道尺寸在10～30 nm之间。该工艺制备成本低，操作容易控制，具有较高的生产效率，可以实现工业化大量生产。本发明所制备的氧化铜等级结构材料作为可见光催化材料使用具有较高的催化活性，在降解染料废水及室内有害气体，光催化消毒等领域具有广泛的应用前景。

主权项

一种氧化铜球形等级结构材料的制备方法，其特征在于：向草酸水溶液添加矿化剂硝酸铁，形成透明的混合溶液，在恒温30℃并且搅拌速度为150转/分钟的条件下，把硝酸铜水溶液滴加至上述透明的混合溶液中，硝酸铜水溶液的摩尔浓度为0.1 mol/L，草酸水溶液的摩尔浓度为0.5 mol/L，硝酸铁和草酸的摩尔比为1：50；硝酸铜和草酸的摩尔比为1：10；滴加硝酸铜溶液的速度为120滴/分钟, 搅拌反应时间为30分钟，反应结束后，过滤并且洗涤，洗涤液体为体积比是1:1的甲醇水混合溶液，洗涤次数为10次，然后后干燥，干燥时间为3小时，干燥温度为100℃，升温速率为10℃/分钟；接续在马弗炉中进行煅烧，煅烧温度为600℃，煅烧时间为5h，升温速率为10℃/分钟，自然冷却后，即得到目的产物；产品是由大量的氧化铜纳米粒子组装而成的球状等级结构材料；球状的尺寸为2μm，氧化铜纳米粒子的尺寸为40nm，其孔道尺寸为10 nm；其产品的收率为99.5%；产品纯度99.8%；杂质含量：碳小于0.2%；利用所制备的氧化铜等级结构材料作为0.1g/L光催化剂，降解10mg/L的甲基橙溶液；光催化实验中所用光源为300W氙灯；照射之前，含有催化材料的甲基橙溶液在黑暗中搅拌30分钟，达到吸附平衡后进行光照；用分光光度计测定甲基橙染料浓度，计算降解率；在光催化评价催化活性的试验中，60分钟的降解率为99.0%。